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伸缩缝堵漏漏水注浆加固
1 加固原理
清理→基面处理→引流管→压填→注浆
本工艺主要采用了水泥-水玻璃双液注浆的方式进行应急堵漏注浆,按照注浆的方式可以分为水平孔注浆或者垂直孔注浆。
水泥的凝聚和硬化主要是水泥水化析出凝胶性的胶体物质所引起的。水泥水化生成硅酸二钙、硅酸三钙和氢氧化钙,当加入水玻璃以后,水玻璃马上与新生成的氢氧化钙反应,生成具有一定强度的凝胶体水化硅酸钙,因此,水玻璃的加入加快了水泥的水化速度,也加快了水泥的凝聚和硬化:
3Ca.SiO2+nH2O→2CaOSiO2(n-1) H2O+Ca(OH)2
Ca(OH)2 +NaO.nSi02+m H2O→CaO.nSiO2.m2H2O+2NaOH
式中:3Ca.SiO2—水泥的主要成分
CaO.nSiO2.m2H2O—凝胶体水化硅酸钙
随着水玻璃与氢氧化钙之间反应的进行,生成的胶体质越来越多,结石体强度也越来越高,所以水泥-水玻璃浆液结石体的初期强度是水玻璃与氢氧化钙的反应起主要作用,而后期强度是水泥本身的水化起主要作用。因水泥水化生成的氢氧化钙的量是固定的,因而与之反应的水玻璃的量也是固定的,假如水玻璃加入过量,水玻璃的增加反而会使整个体系稀释,使固结体强度下降,所以水泥与水玻璃应有一个合适的配比。
通过大量的试验证明,水玻璃与水泥浆的体积比越小,及水泥浆越多,水玻璃越少的情况下,双液浆的凝固速度最快,试验中当水玻璃与水泥浆的配比达到1:10-1:15时,凝固速度可达到6s,但是初凝后的强度很低,不适于堵漏。反过来,水玻璃与水泥浆的体积比越大,及水玻璃越多,水泥浆越少的情况下,双液浆的凝固速度相对变长,其初凝强度随之增大,但当水玻璃与水泥浆体积比大于1:1时,强度会有所下降。
从实验中还可以得出:
水玻璃的波美度太高对双液浆的凝固速度反而不利。
水玻璃的波美度在30-35之间较为合适。
水玻璃与水泥浆的体积比在1:2-1:3之间时,初凝后的强度最好;在1:3-1:6之间时,初凝后的强度较好,也能满足堵漏所需的强度要求;超过1:7之后初凝强度较差,特别是在超过1:10之后,已不能作用于堵漏。
2 水平注浆方法
1 注浆前的处理
注浆前应做的一项重要工作就是对漏水点处进行疏导和填压处理。
疏导:疏导的目的就是要让坑外的地下水全部自用于疏导的引流管处流出,防止在堵漏的过程中发生堵住一处而自另一处喷涌的情况。因此在疏导的过程应格外注意对漏水基面的处理和引流管周边的密封工作。
在本步过程中可以用的一种材料为速凝型堵漏粉,该材料为速凝型水泥,在现场直接用水调匀成粘土状后,涂抹于需密封的位置,在3分钟内强度可达到2MPa,足可以起到密封和加固的效果。
压填:引流完成后需进行压填,压填的目的是防止在注浆的过程中将前期引流所做的处理破坏,另一重目的是更进一步的对漏水点处进行加强处理。在本布的过程中需用到的材料为水泥和水玻璃。
压填前需将漏水点周边的浮土清理干净,然后在表面上撒干水泥和水玻璃,再在上面码放水泥袋,注意水泥袋码放应整齐,码放的过程中应将水泥带四周隔开,用脚踩实即可。每次码放一层后将本层水泥袋上再撒一层水泥,然后洒上水玻璃,再在上面码放水泥袋如此反复,直至到达安全高度。压填的大小不必过大,在漏水点周边1-2m范围内即可,但应保证压填的密实性。
2 钻孔位置的选择
钻孔位置及注浆点的位置,该位置的选择至关重要,直接决定堵漏是否能够成功,因此必须慎重选择。选择漏水点的几个原则如下:
打孔前应熟悉地质情况,确定漏水点所处的地层,特别注意漏水点附近是否存在砂层,一般来讲大的漏水可能都是由于砂层引起。
孔位应尽量低于漏水点,这样浆液自下而上可以保证漏水处的孔隙被填充,而且也能较好的防止未凝固的浆液被地下水冲走。
如果漏水点在砂层处,则孔位应尽量也处于砂层上,最容易保证注浆点与漏水点联通。
孔位打通后,如果自孔位向外喷水或涌稀泥,则说明孔位选择正确,如果无任何反应,则说明孔位选择可能失败,此时应立即重新打孔。在打孔的过程中也需将管路连接好,采用单液浆进行试注浆,判断是否能将水路打通。
3 材料及浆液配比选择
水泥:普通硅酸盐水泥
水玻璃:首选30-35波美度。
水泥浆配比:由于现场操作存在较大误差,一般的水泥浆液的水灰比W/C在1:0.8~1:1.2均可。

水玻璃浓度:水玻璃的浓度最佳为30-35波美度左右,浓度过高或过低都会影响到双液浆的凝固速度。如果浓度过大可以按下表采用水进行稀释。

水玻璃(波美度)

30波美度加水量

35波美度加水量

50

1.0

0。7

45

0.7

0.4

40

0。5

0。2

注:表中加水量为1单位体积水玻璃中加入的水的体积

水玻璃与水泥浆的体积比:此两种浆液的体积比应该在现场根据实际情况进行选择选择的依据主要是看需要的凝固时间,在初步判断了凝固时间后可以依据实验得出的凝固时间确定体积比。
4 加固设备
引孔用水钻:用于在漏水点附近的合适位置钻孔,埋设注浆芯管;
注浆机、拌浆罐、注浆管:制备浆液,并将浆液通过注浆管泵送至漏水点处;
压力仪表、各种阀门:保证能及时调节注浆流量、压力等;
芯管:直接插入钻孔处,将双液浆自芯管处泵入漏水点,并能起到密封引孔的作用。
5 注浆压力
注浆时,出浆口处的压力不能大于该处的土压力,按照天津市基坑深度及地质情况,自地面向下,可简单的认为每增加10m,土压力增大0.2Mpa。 如果设定的土压力过大,有可能造车本来不好的围护结构产生更大的破坏。
如果采用水平孔注浆,压力已较大,而仍然看不到浆液自漏水点冒出,则说明,注浆孔选点不合适,宜重新打孔布点。
当注浆封堵完成后,进行适当的注浆即可,不得采用过大的注浆压力,只要险情得以控制,就应适可而止,立即着手对围护结构进行加固,确保万无一失后,再在坑外采用补充注浆的方式控制地面变形。
6 凝固时间选择
第一步注纯水泥浆,判定注浆点位与漏水点位是否通畅;
第二步注入水玻璃与水泥浆体积比为1:2的双液浆,观察自漏水点处流出的浆液是否凝固,在何处能凝固;
第三步逐步调节体积比,减小凝固时间,直至漏水被堵住。
3 填充注浆加固
填充注浆加固是指在涌水涌砂之后,地层中已产生了地层损失,为了避免地层沉降等不良后果采用的措施。
由于采用水平注浆每次只能自一个固定的点位注浆,一旦浆液将注浆孔的出口处堵塞,则无法继续注浆。因此一般的填充注浆一般应自地面引孔采用袖阀管注浆,注浆的方式可参见2.3节袖阀管注浆的施工方法。填充注浆中应时刻关注注浆压力,一旦压力超过出口处水土压力之和的0.1MPa-0.2 MPa时应进行慎重的判断是否需继续注浆。
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